Fiche d’exercices de Ondes, son et optique avec corrigé

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1.Facile
L = 1,2 m

Une corde de longueur 1,2 m et de masse 12 g est tendue avec une tension de 120 N. Trouvez la vitesse v des ondes transversales sur celle-ci.

L = 1,2 mm = 12 gT = 120 N
v = m/s
2.Facile
v = ?

Trouvez la vitesse v de la lumière dans éthanol, dont l’indice de réfraction est 1,36.

n = 1,36c = 3,00 × 10⁸ m/s
v = m/s
3.Moyen
L = ?n = 1

Un tuyau fermé à une extrémité doit avoir son fondamentale (premier harmonique) à 71 Hz. La vitesse du son est de 343 m/s. Trouvez la longueur L du tuyau.

v = 343 m/sn = 1f1 = 71 Hz
L = m
4.Moyen
θc = ?90°diamant, n1​ = 2,42acrylique, n2​ = 1,49

La lumière se propage dans diamant (n = 2,42) vers une interface plane avec acrylique (n = 1,49). Trouvez l’angle critique θc au-delà duquel elle est totalement réfléchie.

n1 = 2,42n2 = 1,49
θc = °
5.Difficile
f1​ = 20 cmf2​ = −20 cm25 cm60 cm

Deux lentilles minces ont le même axe, distantes de 60 cm : la lentille 1 avec f₁ = 20 cm et la lentille 2 avec f₂ = −20 cm. Un objet se trouve à 25 cm devant la lentille 1. Trouvez la position di2 de l’image finale mesurée depuis la lentille 2 (positive au-delà de la lentille 2, convention réel = positif).

f1 = 20 cmf2 = −20 cms = 60 cmdo = 25 cm
di2 = cm
6.Difficile
λ = 650 nma = 0,05 mmL = 3 m

Une lumière de longueur d’onde 650 nm traverse une fente simple de 0,05 mm de large. Trouvez la largeur w du maximum central brillant sur un écran à 3 m (entre les premières franges sombres de part et d’autre).

λ = 650 nma = 0,05 mmL = 3 m
w = mm

Corrigé

  1. 1. v = 109,5 m/s
  2. 2. v = 2,206 × 10⁸ m/s
  3. 3. L = 1,208 m
  4. 4. θc = 38 °
  5. 5. di2 = −40 cm
  6. 6. w = 78 mm

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